光纤通信课程设计直接光强激光调制数字光发射机设计.docVIP

课程设计 班 级： 通信08-4班 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 直接光强激光调制的数字光发射机设计 光发射机 1.1光发射机概念 光发射机的功能是把输入的电信号转换成光信号，并用耦合技术吧把信号的最大限度的注入光线路。 1.2数字光发射机的功能调制分为直接调制和外调制两种方式. 光发送机的基本组 数字光发送机的基本组成包括均衡放大、码型变换、复用、扰码、时钟提取、光源、光源的调制电路、光源的控制电路（ATC和APC）及光源的监测和保护电路等。 1.3.1均衡放大 补偿由电缆传输所产生的衰减和畸变。 1.3.2码型变换 将HDB3码或CMI码变化为NRZ码。 1.3.3复用 用一个大传输信道同时传送多个低速信号的过程。 1.3.4扰码 使信号达到“0”、“1”等概率出现，利于时钟提取。 1.3.5时钟提取 提取PCM中的时钟信号，供给其它电路使用。 1.3.6调制（驱动）电路 完成电/光变换任务。 1.3.7光源 产生作为光载波的光信号。 1.3.8温度控制和功率控制 稳定工作温度和输出的平均光功率。 1.3.9其他保护、监测电路 如光源过流保护电路、无光告警电路、LD偏流（寿命）告警等。 2 光调制原理 2.1.光调制作用 把随发送数据变化的电信号加到光上去，使光随数据的变化而以一定规律变化，这一过程就叫做光的调制。调制后的光束就是光信号。 2.2 光调制方式分类 2.2.1 按照光源与调制信号的关系分类 根据光源与调制信号的关系，可以将光源的调制方式分为直接（或内部）调制方式和间接(或外部)调制方式。 2.2.2直接调制 基本概念及调制原理 直接调制就是将调制信号（电信号）直接施加在光源上，使其输出的光载波信号的强度随调制信号的变化而变化，又称为内调制。 特点：调制简单、损耗小、成本低。但存在波长(频率)的抖动。 2.1直接光强度数字调制原理 2.2．3按照已调制信号的性质分类 根据已调制信号的性质，可以将光源的调制方式分为模拟调制方式和数字调制方式。 模拟调制方式是指已调制信号属于模拟信号，这种调制方式主要包括强度调制(Intensity Modulation，IM)方式、振幅调制(Amplitude Modulation，AM)方式、双边带抑制载波(Double Sideband/Suppressing Carrier，DSB/SC)调制方式、单边带(Single Sideband，SSB)调制方式及残余边带(Vestigial Sideband，VSB)调制方式。 2.2.4数字调制方式 数字调制方式是指已调制信号属于数字信号，这种调制方式主要包括幅移键控(Amplitude-shifted Keying，ASK)调制方式、频移键控(Frequency-shifted Keying，FSK)调制方式及相移键控(Phase-shifted Keying，PSK)调制方式等。 2.3已调制信号表达式 由于其他调制方式应用极少，因此我们在这里仅仅给出用电场表示的、常用强度调制方式的已调制信号表达式： eT（t）=KT*m（t）1/2*cos（ωcx（t）+φ0） 式中：KT为与发送光功率有关的正常数；m为调制系数(0＜m≤1)；x(t)为归一化幅度的调制信号波形；ωc为光载波角频率，φ0为初相位。 2.4 调制特性 2.2.1电光延迟和张弛振荡现象 半导体激光器在高速脉冲调制下，输出光脉冲瞬态响应波形如图2.2所示。输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间，称为电光延迟时间td，其数量级一般为ns。当电流脉冲注入激光器后，输出光脉冲会出现幅度逐渐衰减的振荡，称为张弛振荡。张弛振荡和电光延迟的后果是限制调制速率。 2.2光脉冲瞬态响应波形 2.2.2码型效应 电光延迟要产生码型效应。当电光延迟时间td与数字调制的码元持续时间T/2为相同数量级时，会使“0”码过后的第一个“1”码的脉冲宽度变窄，幅度减小，严重时可能使单个“１”码丢失，这种现象称为“码型效应”，如图2.3（a）、（b）所示。用适当的“过调制”补偿方法，可以消除码型效应，如图2.3（c）所示。 2.3码型效应 3光发送机的指标 3.1 光发送机的指标 光发送机的指标很多，我们仅从应用的角度介绍其主要指标。包括平均发送光功率及其稳定度、光功率发射和耦合效率、消光比等。 3.1.1 平均发送光功率及其稳定度